원심 펌프에 필요한 NPSH를 계산하는 방법은 무엇입니까?

원심 분리 펌프의 노련한 공급 업체로서, 나는 이러한 필수 장비에 필요한 순 양성 흡입 헤드 (NPSH 필요한)를 정확하게 계산하는 것이 중요하다는 것을 이해합니다. 이 블로그 게시물에서는 NPSH 필수 계산의 복잡성, 그 중요성 및 원심 펌프의 성능과 수명에 어떤 영향을 미치는지 살펴 보겠습니다.

NPSH 이해

계산에 뛰어 들기 전에 NPSH가 무엇인지 명확히하겠습니다. 순 양성 흡입 헤드는 액체가 기화되는 것을 방지하기 위해 펌프의 흡입 포트에서 이용 가능한 압력의 척도입니다. 흡입 측에서의 압력이 액체의 증기 압력 아래로 떨어지면 증기 기포가 형성됩니다. 이 현상은 캐비테이션으로 알려져 있습니다. 캐비테이션은 펌프 효율 감소, 노이즈 및 진동 증가, 펌프 임펠러 및 케이스 손상을 포함한 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다.

NPSH에는 NPSH의 두 가지 유형이 있습니다 : NPSH 사용 가능한 NPSH 사용 가능)와 순 양성 흡입 헤드 (NPSH 필수). NPSH는 펌프 흡입에서 사용 가능한 실제 압력으로, 시스템 설계, 고도 및 유체 특성에 의해 결정됩니다. 반면, NPSH는 캐비테이션을 방지하기 위해 펌프 흡입에 필요한 최소 압력이며, 펌프 자체의 특징입니다.

NPSH에 영향을 미치는 요인

원심 펌프에 필요한 NPSH에 영향을 미칩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 펌프 설계 :임펠러 설계, 펌프 속도 및 유량은 모두 필요한 NPSH를 결정하는 데 역할을합니다. 더 큰 임펠러와 더 높은 유량이있는 펌프는 일반적으로 더 많은 NPSH를 필요로합니다.
• 유체 특성 :펌핑되는 유체의 증기압, 밀도 및 점도는 필요한 NPSH에 영향을 미칩니다. 증기압이 높은 유체는 캐비테이션을 방지하기 위해 더 많은 NPSH가 필요합니다.
• 온도:유체의 온도가 증가함에 따라 증기압도 증가하여 필요에 따라 NPSH가 증가합니다.
• 유량 :NPSH는 일반적으로 유량이 증가함에 따라 증가합니다. 유량이 높을수록 펌프 흡입에서 속도가 높아지고 압력 강하가 발생하기 때문입니다.

NPSH 계산이 필요합니다

원심 펌프에 필요한 NPSH를 계산하려면 이론적 분석과 경험적 데이터의 조합이 포함됩니다. 대부분의 펌프 제조업체는 펌프에 NPSH 필수 곡선을 제공하여 필요한 NPSH와 유량 사이의 관계를 보여줍니다. 이러한 곡선은 일반적으로 특정 조건에서 실험실 테스트를 통해 얻습니다.

그러나 제조업체의 NPSH 필수 곡선에 액세스 할 수없는 경우 다음 일반 공식을 사용하여 필요한 NPSH를 추정 할 수 있습니다.

[npsh_ {r} = \ frac {p_ {atm} - p_ {v}} {\ rho g} + h_ {s} - h_ {f}]

어디:

• (npsh_ {r})는 필요한 순 양극 흡입 헤드 (미터 또는 피트)입니다.
• (P_ {atm})는 대기압입니다 (파스칼 또는 평방 인치당 파운드)
• (P_ {V})는 펌핑 온도에서 유체의 증기 압력입니다 (제곱 인치당 파스칼 또는 파운드)
• (\ rho)는 유체의 밀도입니다 (입방 미터당 킬로그램 또는 입방 피트 당 파운드)
• (g) 중력으로 인한 가속도 (9.81 m/s² 또는 32.2 ft/s²)
• (H_ {S})는 정적 흡입 헤드 (미터 또는 피트)이며 흡입 탱크의 유체 레벨과 펌프 중심선 사이의 수직 거리입니다.
• (H_ {F})는 파이프 길이, 직경, 피팅 및 밸브로 인한 손실을 포함하는 흡입 배관 (미터 또는 피트)의 마찰 헤드 손실입니다.

이 공식은 필요한 NPSH의 추정치 만 제공하며 모든 펌프 애플리케이션에 정확하지 않을 수 있습니다. 경우에 따라 유체에 공기 또는 가스가 존재하는 것과 같은 추가 요인, 비 뉴턴 유체 거동 및 펌프 입구 기하학의 영향을 고려해야 할 수 있습니다.

정확한 NPSH 계산의 중요성

원심 분리 펌프의 적절한 작동과 수명을 보장하는 데 필요한 NPSH를 정확하게 계산하는 것이 중요합니다. 사용 가능한 NPSH가 필요한 NPSH보다 적은 경우 캐비테이션이 발생하여 다음을 포함하여 다양한 문제가 발생할 수 있습니다.

• 감소 된 펌프 효율 :캐비테이션은 증기 기포가 임펠러를 통한 유체의 흐름을 방해함에 따라 펌프가 효율을 잃게됩니다. 이로 인해 펌프의 유량과 헤드가 감소하고 전력 소비가 증가합니다.
• 소음 및 진동 증가 :캐비테이션은 특징적인 소음과 진동을 생성하며, 이는 임박한 펌프 고장의 징후 일 수 있습니다. 소음과 진동은 또한 시스템의 펌프 및 기타 구성 요소에 손상을 줄 수 있습니다.
• 임펠러 및 케이스 손상 :캐비테이션 동안 증기 기포의 붕괴는 시간이 지남에 따라 임펠러와 케이싱 재료를 침식 할 수있는 높은 에너지 충격파를 생성합니다. 이것은 조기 마모와 펌프의 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 시스템 다운 타임 및 유지 보수 비용 :캐비테이션 - 관련 문제로 인해 예상치 못한 시스템 가동 중지 시간이 발생하여 생산이 손상되고 유지 보수 비용이 증가 할 수 있습니다. 손상된 펌프 구성 요소의 정기적 인 유지 보수 및 교체는 비싸고 시간이 소비 될 수 있습니다.

NPSH 요구 사항에 따라 올바른 펌프를 선택합니다

특정 응용 프로그램에 대한 원심 펌프를 선택할 때 시스템에서 사용 가능한 NPSH가 펌프에 필요한 NPSH보다 클 리도록해야합니다. 이는 NPSH를 늘리거나 NPSH가 더 낮은 펌프를 선택하여 달성 할 수 있습니다.

사용 가능한 NPSH를 늘리려면 다음을 수행 할 수 있습니다.

• 정적 흡입 헤드 증가 :흡입 탱크의 유체 수준을 높이거나 펌프 높이를 낮추어 유체 수준과 펌프 중심선 사이의 수직 거리를 증가시킵니다.
• 마찰 헤드 손실 감소 :더 큰 직경의 파이프를 사용하고 흡입 배관의 피팅 및 밸브 수를 최소화하고 배관의 크기가 적절하게 크기가되어 설치되어 흡입 라인의 압력 강하를 줄입니다.
• 유체 온도를 낮추십시오 :가능하면 펌핑되는 유체의 온도를 줄여 증기 압력을 낮추십시오.

사용 가능한 NPSH를 늘릴 수없는 경우 NPSH가 낮은 펌프를 선택할 수 있습니다. 일부 펌프는 셀프 프라이밍 펌프 또는 특수 임펠러 설계가있는 펌프와 같은 낮은 NPSH가있는 애플리케이션을 위해 특별히 설계되었습니다.

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결론

원심 펌프에 필요한 NPSH를 계산하는 것은 펌프 선택 및 시스템 설계 프로세스에서 중요한 단계입니다. 필요한 NPSH에 영향을 미치는 요인을 이해하고 적절한 계산 방법을 사용하고 사용 가능한 NPSH가 필요한 NPSH보다 큰지 확인하면 캐비테이션을 방지하고 펌프의 신뢰할 수있는 작동을 보장 할 수 있습니다.

NPSH 계산에 대한 궁금한 점이 있거나 응용 프로그램에 올바른 원심 분리 펌프를 선택하는 데 도움이 필요한 경우 주저하지 말고 문의하십시오. 우리의 전문가 팀은 펌핑 요구에 가장 적합한 솔루션을 찾도록 도와 줄 준비가되었습니다.

참조

• Karassik, IJ, Messina, JP, Cooper, PT 및 Heald, CC (2008). 펌프 핸드북. 맥그로 - 힐 전문가.
• Stepanoff, AJ (1957). 원심 및 축 흐름 펌프 : 이론, 설계 및 적용. John Wiley & Sons.